基于協(xié)同理論的停車誘導信息系統(tǒng)誘導策略優(yōu)化模型研究.pdf

1、停車誘導信息系統(tǒng)(ParkingGuidanceandInformationSystem，PGIS)是提高城市停車管理水平、緩解城市停車難問題的主要途徑之一。應用協(xié)同學原理，將停車誘導信息系統(tǒng)與交通控制系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮，實現(xiàn)路網交通流均衡、解決交通擁擠。依托國家自然科學基金資助項目“基于協(xié)同理論的停車誘導信息系統(tǒng)規(guī)劃方法及誘導策略研究”(編號：50908051)，借鑒國內外已有的相關理論研究和實踐應用成果，本文深入研究了PGIS與交通控制系

2、統(tǒng)的協(xié)同系統(tǒng)設計方法、協(xié)同策略、協(xié)同模型的建立以及求解，為協(xié)同系統(tǒng)的建設提供科學的指導，為停車問題和交通擁擠問題的解決提供方法。
　　從協(xié)同系統(tǒng)的功能出發(fā)，提出協(xié)同系統(tǒng)的構建方法，明確了交通信息采集系統(tǒng)、交通信息共用平臺以及交通信息發(fā)布系統(tǒng)等子系統(tǒng)的規(guī)劃設計思路。
　　將協(xié)同效應分為協(xié)同正效應、協(xié)同負效應以及無協(xié)同效應，利用動力學方程以及相應的勢函數(shù)闡述協(xié)同效應的產生機理，分別建立不同協(xié)同模式下的協(xié)同演化模型，求解得到模型的

3、平衡點，并對平衡點進行穩(wěn)定性分析。通過平衡點的求解以及穩(wěn)定性的分析，得出協(xié)同系統(tǒng)演化趨于穩(wěn)定性的條件。為制定合理的協(xié)同策略提供參考。
　　總結常用的交通狀態(tài)判別方法，通過引入新的判別指標提出改進的交通狀態(tài)判別方法，基于占有率以及流量的相對變化，判定交通狀態(tài)的變化趨勢，有利于提前采取預防措施。對于不同的交通狀態(tài)，依據(jù)協(xié)同效益最優(yōu)的原則，匹配合理的協(xié)同策略：暢通交通狀態(tài)時，以系統(tǒng)運營費用最小、運算時間最短為目標，選擇獨立式協(xié)同策略；輕

4、微擁擠交通狀態(tài)時，以快速解決不同區(qū)域存在的最突出問題為目標，選擇偏重式協(xié)同策略；嚴重擁擠交通狀態(tài)時，為了有效的解決區(qū)域擁擠和區(qū)域停車誘導問題，采取遞階協(xié)同式協(xié)同策略；若路網經常出現(xiàn)阻塞，則需要采取完善道路基礎設施和加強交通管理的策略。
　　偏重交通控制式協(xié)同策略的研究方面，基于交通流相容性的概念提出放行通道的選取方法，基于延誤分析提出合理周期范圍的確定方法。建立偏重交通控制式協(xié)同優(yōu)化模型，模型以路網飽和度方差最小為目標函數(shù)一，以路

5、網總體延誤最小為目標函數(shù)二。對于經過目標函數(shù)一優(yōu)化后的路網，將延誤較大的路段以及交叉口作為擁擠疏散通道并進行協(xié)調控制，協(xié)調控制的周期依據(jù)合理周期范圍的確定方法進行選?。粚⒀诱`較小并且與擁擠疏散通道相容性較高的路徑作為停車誘導車流的暢通誘導通道。目標函數(shù)二的建立滿足飽和度方差最小、路網以及路段流量均衡等條件，實現(xiàn)對停車車流合理的誘導分配。利用Matlab進行模型計算的結果顯示，路網交通流的分布趨于均衡，擁擠路段上的車輛延誤大幅減少，接受停

6、車誘導的車輛的延誤也較少，說明優(yōu)化模型及算法能夠有效的解決區(qū)域內交通擁擠問題，并能快速地誘導停車車流避開擁擠區(qū)域，選擇合適的路徑。
　　偏重停車誘導式協(xié)同策略的研究方面，停車誘導優(yōu)化模型以駕駛行程費用、停車泊位費用、步行時間費用以及二次尋泊費用等的總費用最小作為目標函數(shù)，模型的求解分為停車場的優(yōu)選和停車路徑的優(yōu)選。采用離差最大化多目標決策方法對停車場各項指標進行標準化，確定各指標的權重，并對決策方案進行排序，獲得最優(yōu)停車場。提出改

7、進的停車誘導路徑算法，將搜索區(qū)域限制在一定的范圍之內，并結合“路網二次分層”方法，在宏觀方面考慮路網的結構，在微觀方面考慮路網運行的交通參數(shù)，實現(xiàn)停車誘導路徑的優(yōu)選。交通流經過停車誘導之后在路網上進行重新分布，形成一定的流向規(guī)律，對于停車車流較多的交叉口，實行單點自適應優(yōu)化；對于停車車流較密集的多條相鄰路段，實行交叉口的協(xié)調優(yōu)化控制。
　　遞階協(xié)同式協(xié)同策略的研究方面，提出利用系統(tǒng)遞階優(yōu)化方法研究停車誘導信息系統(tǒng)與交通控制系統(tǒng)相結

8、合的思路框架。建立由子系統(tǒng)級模型以及協(xié)調級模型組成的遞階協(xié)同式優(yōu)化模型。子系統(tǒng)級模型中，交通控制子系統(tǒng)模型通過合理調節(jié)信號時間以達到路網中車流延誤最小的目標；停車誘導子系統(tǒng)模型將出行者分為使用PGlS和不使用PGIS兩類，并以這兩類出行者的出行總費用最小為目標建立模型。協(xié)調級模型以停車誘導系統(tǒng)與交通控制系統(tǒng)的加權效益值最優(yōu)為目標函數(shù)，加權系數(shù)取值依據(jù)交通流的序參量方程和有序度函數(shù)，此模型既滿足協(xié)同系統(tǒng)中各子系統(tǒng)的效益最優(yōu)，也使路網有序度